Teoria de operação básica de medição de nível pontual por RF Admitância
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- Marcos Borja Casado
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1 Teoria de operação básica de medição de nível pontual por RF Admitância
2 O que é Nível Pontual? A medição de Nível pontual ou Liga/Desliga indica a ausência ou presença de material em um certo ponto no tanque, silo, tubo, etc Medições de nível pontual são usadas para: Nível Alto Prevenção de transbordo Parada de enchimento Nível Baixo Parada de esvaziamento Indicação de reabastecimento Proteção de bomba b
3 Propriedades do Material A RF Admitância se utiliza das propriedades elétricas do material para realizar a medição. Físicas Densidade Viscosidade Elétricas Dielétrico Condutividade id d
4 Constante Dielétrica(K) 2,1 D=1 2,1 A=4,4 pol² Valores Comuns Material Capacitância Entre em Placas K pf Vácuo Ar pf Sabão em Pó Querosene Areia Álcool Água D.I 78 78
5 Escala de Condutividade (g) Querosene.001 Metanol Agua D.I. 1 Água Potável Cerveja Suco de laranja Água do mar Ácido sulfúrico 90% Ácido sulfúrico 30%
6 Tudo começa com um capacitor ka C = d C.A Placa condutiva Placa condutiva Dielétrico Material isolante
7 Fatores que afetam a capacitância Distância entre as placas CA Distância Capacitância CA Distância Capacitância CA k A C = d
8 Fatores que afetam a capacitância Área das placas CA Área Capacitância CA C = k A d Área Capacitância CA
9 Fatores que afetam a capacitância Dielétrico da isolação CA Dielétrico Capacitância CA C = k A d Dielétrico Capacitância CA
10 O tanque e o elemento sensor formam um capacitor C = k A d d C A k ar = 1 Onde: C= Capacitância em pf k= Constante dielétrica do material A= Área das placas d= Distância entre as placas k óleo = 2
11 O tanque e o elemento sensor formam um capacitor C = k A d d C A k k ar = 1 k óleo = 2 Onde: C= Capacitância em pf k= Constante dielétrica do material A= Área das placas d= Distância entre as placas
12 Efeitos do dielétrico e condutividade Hastes rígidas verticais C p (pf) 10 Água 0 Haste rígida Nível [mm]
13 Efeitos do dielétrico e condutividade Hastes rígidas verticais C p (pf) 10 Óleo 0 Haste rígida Nível [mm]
14 O que acontece dentro do equipamento? Sensor in Sensor Vessel Uncovered descoberto no tanque Ajuste Unit da chave Adjustment O sensor dentro do vaso gera uma capacitância natural. Sensor Sensor in Ajuste Unit da coberto Vessel no Adjustment chave Uncovered tanque O equipamento é calibrado para equilibrar a capacitância do tanque em um circuito em ponte.
15 O que acontece dentro do equipamento? Sensor in descoberto Vessel Uncovered no tanque Ajuste Unit da Adjustment chave Uma quantidade adicional de capacitância é somada para tornar o equipamento estável Sensor in Sensor Vessel coberto Covered no tanque Ajuste Unit da chave Adjustment Quando o sensor é coberto pelo material, a capacitância aumenta do lado do sensor, excedendo a margem de estabilidade, fazendo com que o equipamento entre na condição de alarme
16 O que acontece dentro do equipamento? Nota: Para equipamentos The Point e Intellipoint cada volta no potenciômetro irá adicionar 4 pf por volta para eletrônicas em Sensibilidade Padrão 1 pf por volta para eletrônicas em modo de Alta Sensibilidade Z-tron III é disponível apenas no modo de Sensibilidade Padrão.
17 O que tudo isso significa? Como chaves de nível por RF Admitância se baseiam nas propriedades elétricas do material, devemos nos atentar ao comprimento ativo do elemento sensor. Materiais Condutivos Sem problemas, pois causam uma mudança de capacitância imensa logo que tocam a ponta do sensor (1/2 é o suficiente) Materiais isolantes Como a mudança na capacitância de um material isolante é baseado no dielétrico, uma certa área do sensor deverá ser coberta de forma a exceder o preload e causar a mudança para condição de alarme. (200mm de seção ativa é um bom número para a maioria dos casos. Consulte a Vika Controls caso seja necessário um comprimento menor).
18 Aumento da área de contato para melhor sensibilidade (Elementos rígidos apenas) SOLDA SOLDA ADICIONE UMA SEÇÃO HORIZONTAL AUMENTE O TAMANHO DA CHAPA SOLDA AUMENTE O COMPRIMENTO
19 E quanto a medição de Sólidos? Uma das principais vantagens das chaves de nível por RF Admitância é sua versatilidade! Uma única chave pode medir: Líquidos condutivos ou isolantes Pastosos Sólidos
20 Também é possível aplicações para detecção de interfaces Lembre-se, podemos configurar a chave para ignorar a fase do fluído isolante superior e apenas detectar apenas a fase do fluido condutivo inferior, ou o contrário.
21 E quanto aos fluidos viscosos que E quanto aos fluidos viscosos que impregnam no sensor?
22 Desvantagens de Sistemas Capacitivos Efeito de materiais condutivos impregnantes Fluxo de corrente Falso Alarme! Sem fluxo de corrente Chave Capacitiva
23 Desvantagens de Sistemas Capacitivos Efeito da variação de temperatura Falso Alarme! A capacitância das vedações da conexão mudam conforme a variação de temperaturat Chave Capacitiva
24 A Vantagem da RF Admitância: Não é afetada por materiais condutivos impregnantes Current Fluxo de corrente Flow is não not é medido aqui measured here Condição Normal Normal Condition Não No há Current fluxo de corrente Flow Terra de referência Ground Cote-Shield(tm)
25 Considerações de montagem do Cote-Shield Condição normal Pescoço Condição de alarme A seção do Cote-Shield deve estar pelo menos 50mm além da parede do tanque e da impregnação esperada. Se a seção do Cote-Shield fica confinada em um pescoço, a impregnação de material iá irá criar um caminho direto entre o terra de referência e a seção ativa, inutiizando o Cote-Shield.
26 Resumo A fórmula básica para capacitância é C = K vezes A dividido por D. Nós transformamos o tanque em um capacitor variável A calibração equilibra o circuito em ponte para uma capacitância natural e soma uma margem de estabilidade. A chave passa da condição Normal para Alarme quando a capacitância medida excede a margem de estabilidade.
27 Resumo Materiais condutivos causam uma grande (quase infinita) alteração em elementos sensores sem revestimento de isolação. Materiais isolantes causam uma alteração menor na capacitância baseado em seu dielétrico. A RF Admitância utiliza da propriedades elétricas dos materiais para medir nível. Propriedades físicas como viscosidade e densidade não surtem efeito na medição.
28 Família de chaves de nível RF Admitância ThePoint Áreas Classificadas Calibração automática Variedade de elementos sensores e conexões Z-tron III Uso geral Intellipoint Áreas Classificadas Circuito de Auto-check SIL II
29 Teoria de operação básica de medição de nível contínuo por RF Admitância Para mais informações entre em contato
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